ROLETAS DA DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA BASEADO NO DIAGRAMA DE LINUS PAULING Apresentação: Comunicação Oral Ayrton Matheus da Silva Nascimento 1 ; Danielly Francielly dos Santos 2 Natália Kelly da Silva Araújo 3 ; Flávio José de Abreu Moura 4 ; Kilma da Silva Lima Viana 5 DOI: https://doi.org/10.31692/978-85-85074-02-9.16-28 Resumo Os jogos didáticos vêm se destacando nos últimos anos devido o benefício em que este recurso didático vem trazido/trazendo para sala de aula, e especificamente para os estudantes. Este artigo mostra a elaboração, aplicação e a vivência de um jogo didático, chamado Roletas da Distribuição Eletrônica utilizando como metodologia o CEK (Ciclo da Experiência Kellyana). Este jogo é voltado para os estudantes do primeiro ano do ensino médio em química geral, no conteúdo de distribuição eletrônica (diagrama de Linus Pauling) por meio de situação em que os estudantes consigam realizar a distribuição eletrônica da maioria dos elementos químicos com apenas informações atômicas, uma vez que alguns elementos químicos não seguem a distribuição eletrônica prevista por Linus Pauling. Este jogo foi elaborado pelo Programa Internacional Despertando Vocações para Licenciaturas (PDVL) articulado ao Grupo de Trabalho (GT) de Jogos Didáticos no Ensino de Química, e a vivência foi realizada numa turma de primeiro ano do ensino médio da escola estadual professora Amélia Coelho, na qual é parceira do programa, na cidade Vitória de Santo Antão Pernambuco. Para isso utilizamos como base metodológica o ciclo da experiência Kellyana (CEK) o qual é fundamentado na Teoria dos Construtos Pessoais de George Kelly (1963). Para isso, foi aplicado jogo com os estudantes e aplicados questionários sobre a vivência do Ciclo da Experiência. Os resultados foram obtidos utilizando o CEK, na qual identificamos na primeira etapa (antecipação) vários erros conceituais referentes a distribuição eletrônica dos elementos químicos, na aula (investimento) realizamos vários exemplos de elementos químicos e as respectivas distribuição eletrônica com os subníveis de energia, no momento do jogo (encontro) os estudantes interagiram entre si, e mostraram bastante interação entre jogo-estudante e estudante-estudante, dessa forma quando os estudantes foram confirmar ou desconfirmar as suas inquietações iniciais (confirmação ou desconfirmação) podemos perceber que cerca de 80% dos estudantes realizaram a distribuição eletrônica baseado diagrama de Linus Pauling, por final (revisão construtiva) podemos perceber que os estudantes gostaram do momento lúdico, e que a apropriação do conceito básico foram reavaliados e afirmados, com o intuito de solidificar as ideias adquiridas na intervenção. Palavras-Chave: Elementos Químicos; Jogo Didático, Química Geral, Subníveis. INTRODUÇÃO Com seu aspecto dinâmico e interativo os jogos didáticos proporcionam excelentes resultados, pois desperta maior interesse para compreender e interpretar [16]
questões propostas por ele e aguça o maior interesse dos alunos perante a competividade que esse tipo de atividade desperta. Os jogos didáticos são caracterizados como uma ferramenta coadjuvante no processo de ensino e aprendizagem da química no nível de ensino médio, pois tem como finalidade aliar o aprendizado e a fixação de um determinado conteúdo à atividade lúdica despertando assim o interesse por aprender algo que foi proposto e este relacionado ao jogo. A interação do lúdico com o educativo, ou seja, com os conteúdos da disciplina tornam-se ferramentas importantes no desenvolvimento das atividades propostas em um ambiente competitivo e altamente saudável (ROBAINA, 2008). O uso de jogos didáticos no ambiente escolar possibilita a aprendizagem de conceitos/conteúdos, e tem como objetivos relevantes proporcionar a aprendizagem e revisão representando situações e conceitos químicos de forma esquemática ou por meio de modelos que possam representá-los, com o intuito de desenvolver habilidades que buscam a problematização de conceitos. Enfatizamos que a exploração dos jogos didáticos no âmbito escolar é extremamente eficaz, pois se torna uma técnica facilitadora na elaboração e explanação do conceito, no reforço e na síntese de conteúdo, na sociabilidade entre professor e estudante. Portanto, essa ferramenta de ensino é construtiva e possibilita transforma-se numa disputa divertida com capacidade de realizar momento de prazer e consequentemente de aprendizagem. Diante desse contexto espera-se por meio deste trabalho que os docentes lecionem o componente curricular de química e outras disciplinas desenvolvendo práticas didáticas, entre elas o uso de jogos didáticos como recurso facilitador na transmissão de conteúdo, de forma contextualizada e na suscitação de uma aprendizagem significativa no estudo da química inorgânica. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Os Jogos didáticos sobre diversos conteúdos de química vêm sendo propostos (Soares et al.,2003; Soares e Oliveira, 2005; Watanabe e Recena, 2006) buscando por meio de aspectos lúdicos alternativas ao processo tradicional de ensino centrado em memorização e aplicação de fórmulas para resolução de questões. Entretanto, conforme Soares (2008), algumas definições se fazem necessárias para se evitar confusões de termos, já que o vocábulo jogo é um dos mais polissêmicos, principalmente no Brasil. O autor, procurando definir jogo, atividade lúdica, brincadeira e brinquedo, concluiu: [17]
Jogo é o resultado de interações linguísticas diversas em termos de características e ações lúdicas, ou seja, atividades lúdicas que implicam no prazer, no divertimento, na liberdade e na voluntariedade, que contenham um sistema de regras claras e explícitas e que tenham um lugar delimitado onde possa agir: um espaço ou um brinquedo. (Soares, 2008). Embora desconhecida a origem dos jogos, sabe-se que diversos povos como egípcios, romanos e maias, utilizavam-se destes para ensinar normas, valores e padrões de vida advindos das gerações antecedentes (Moratori, 2003). Deste modo, observa-se que desde a antiguidade os jogos já eram vistos como elemento de fundamental importância no processo de ensino e aprendizagem, pois se acreditava que por meio do mesmo, o ato de educar pudesse tomar rumos que abrangiam a imaginação, a curiosidade e a própria aprendizagem de maneira alegre e eficaz (Contin; Ferreira, 2008). Segundo Huizinga (2000), os filósofos gregos já discutiam as vantagens da utilização dos jogos no ensino como forma de aplacar a violência e a opressão, além de acreditarem que as atividades lúdicas deveriam imitar as tarefas dos membros mais velhos para preparar as crianças para a vida adulta. Entretanto, na atualidade, os jogos muitas vezes são vistos de forma negativa por ser considerado uma atividade inútil, que não produz bens ou serviços. Porém, Piaget, menciona que o jogo é uma nova prática pedagógica importante para o desenvolvimento (Cyrre, 2002). Segundo Grando (2001), a inserção de jogos no contexto de ensino e aprendizagem implica algumas vantagens e desvantagens. As vantagens são a introdução e desenvolvimento de conceitos de difícil compreensão; participação ativa do aluno na construção do seu próprio conhecimento; socialização entre alunos e a conscientização do trabalho em equipe, além de motivar os alunos a participarem da aula. Entre as desvantagens podemos citar o tempo gasto que é maior, e se o professor não estiver preparado, pode existir um sacrifício de outros conteúdos; além de quando mal aplicado, o jogo pode ter caráter puramente aleatório, ou seja, os alunos jogam por jogar; e também existir o perigo da perda de ludicidade pela interferência constante do professor. O jogo didático apresenta-se como uma ferramenta muito prática para resolver os problemas apontados pelos educadores e alunos, onde a falta de estímulo, a carência de recursos e aulas repetitivas podem ser resolvidas com eficiência, pois os jogos associam as brincadeiras e a diversão com o aprendizado. Os alunos são estimulados e acabam desenvolvendo diferentes níveis da sua formação, desde as experiências educativas, físicas, pessoais e sociais. O objetivo deste artigo é mostrar a vivência de um jogo didático chamado de [18]
Roletas da Distribuição Eletrônica, relacionado ao conteúdo de distribuição eletrônica no primeiro ano do ensino médio, visto que os estudantes apresentaram dificuldade na realização da distribuição eletrônica e os seus subníveis de energia, baseado no diagrama Linus Pauling. METODOLOGIA Esta pesquisa foi desenvolvida no âmbito do Programa Internacional Despertando Vocações para Licenciaturas (PDVL IFPE Campus Vitória de Santo Antão) articulado ao Grupo de Trabalho (GT) de Jogos Didáticos no Ensino de Química e dos professores da área Pedagógica do programa. Caracterização do Campo da Pesquisa A pesquisa foi concretiza na escola parceira do PDVL na Escola Estadual Professora Amélia Coelho, na Cidade de Vitória de Santo Antão, no estado de Pernambuco. Os sujeitos foram 42 (quarenta e dois) estudantes do primeiro ano do ensino médio. Instrumentos de Coleta Foram empregados como instrumentos de pesquisa questionário com os discentes, observação e registro da vivência do Ciclo da Experiência Kellyana - CEK, (KELLY, 1955). Com isso, utilizamos como base metodológica o ciclo da experiência Kellyana (CEK) o qual é fundamentado na Teoria dos Construtos Pessoais de George Kelly (1963). Aplicação do Ciclo da Experiência Kelly (CEK) Roletas da Distribuição Eletrônica Antecipação: nesta etapa foi realizada o levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes, onde eles foram indagados a realizarem a distribuição eletrônica dos 04 (quarto) elementos químicos abaixo: Na segunda etapa, chamada de Investimento, foram explicados o diagrama de Linus Pauling com o exemplo de alguns elementos do cotidiano. A terceira etapa do CEK, chamada de Encontro, neste momento os estudantes receberam as orientações do Jogo Didático Roletas da Distribuição Eletrônica e vivenciaram o jogo. [19]
A quarta etapa, chamada de Confirmação ou Desconfirmação, foi quando os estudantes confirmaram e desconfirmaram as suas hipóteses iniciais e verificaram se os seus conhecimentos prévios levantados na etapa da Antecipação com algumas perguntas e questionamentos sobre o conteúdo de Distribuição Eletrônica. Por fim, no fechamento desse ciclo, foi realizada a quinta etapa, a chamada de Revisão Construtiva, nessa etapa os estudantes foram motivados a refletirem sobre o conteúdo através de uma conversa sobre os elementos químicos e a sua distribuição eletrônica, e as diferenças entre si. DESCRIÇÃO DO JOGO ROLETAS DA DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Esse jogo didático tem um objetivo de realizar as Distribuição Eletrônica de qualquer elemento químico de forma divertida e atrativa. O Jogo é composto por 06 (seis) roletas. Cada roleta é atribuída uma função no jogo referente ao conteúdo de Distribuição Eletrônica. Para identificar o Elemento Químico necessita realizar a distribuição eletrônica baseado no diagrama de Linus Pauling. Utilizamos como orientação para construção deste jogo os estudos de Peruzzo & Canto (2006). Roleta 01: é representado pela figura 01, onde é apresentado o número quântico principal (n) ou níveis de energia, ou seja, cada nível suporte certa quantidade de elétrons (e - ) na sua camada de valência. (1 Camada K = 2 e - (elétrons); 2 Camada L = 8 e - (elétrons); 3 Camada M = 18 e - (elétrons); 4 Camada N = 32 e - (elétrons); 5 Camada O = 32 e - (elétrons); 6 Camada P = 18 e - (elétrons); 7 Camada Q = 8 e - (elétrons)). Figura 01: Número quântico principal (n) ou Níveis de Energia Fonte: Própria Roleta 02: a figura 02 é atribuída a função dos subníveis de energia (s,p,d,f), que cada um deles suporta uma certa quantidade elétrons (e - ). Os subníveis foram [20]
categorizados por cores, onde o subnível s (azul), p (vermelho), d (verde) e f (laranja). Em relação a Tabela Periódica os níveis de energia, são elencados em cada coluna, ou seja, em cada família. Figura 02: Número Quântico Secundário ou Subníveis de Energia Fonte: Própria As figuras 03, 04, 05 e 06, são as roletas referente a quantidade de elétrons (e - ) que o subnível s, p, d e f pode suportar, sendo o primeiro (Roleta 03), até 02 elétrons (e - ), em seguida (Roleta 04) até 06 elétrons (e - ), o terceiro (Roleta 05) até 10 elétrons (e - ), e por último (Roleta 06), até 14 elétrons (e - ). Figura 03: Roleta 03 - Quantidade de elétrons (e - ) do subnível s Fonte: Própria Figura 04: Roleta 04 - Quantidade de elétrons (e - ) do subnível p Fonte: Própria Figura 05: Roleta 05 - Quantidade de elétrons (e - ) do subnível d Fonte: Própria Figura 06: Roleta 06 - Quantidade de elétrons (e - ) do subnível f Fonte: Própria [21]
Regra do Jogo Segue abaixo as orientações de formação de grupos por quantidade de alunos: Após a divisão dos grupos, indica um Líder para cada grupo; Para começar todos os líderes tira zerinho ou um, ou numera em papel a quantidade de líderes, quem tirar o número 01 (um) inicia a partida, e os demais segue as numerações sucessivamente; Para iniciar, gira a roleta 01, ao girar se cair no número 3 (três) o valor é representado pelo Número quântico principal (n) ou Níveis de Energia, sendo que o local desse número têm três cores (azul, vermelho e verde) que é indicado pelos três subníveis (s,p,d), ou seja, número quântico principal (n) 3 (três) tem em seu nível de energia os subníveis (3s,3p,3d); Em seguida gira a roleta 02, é chamado de Roleta do Número Quântico Secundário ou Subníveis de Energia (s,p,d,f). No tópico acima, caiu o local com número quântico principal (n) 3 (três), gira-se a roleta 02 para ver em que subnível o número quântico principal vai unir, se cair o subnível p fica (3p), se cair o s fica (3s) e se cair o d fica (3d), se cair o f não existe e joga novamente o dado, pois o nível de energia desta camada suporta até 18 elétrons, ou seja, três níveis (s,p,d); Caso caia na face que é chamada de Escolha o representante indica qual subnível pretender utilizar para fazer a distribuição eletrônica; Observação: Se na roleta 02 (dois) cair nos locais que têm o número 04 (quarto) ou 05 (cinco) ele apresenta quarto cores que são os quarto níveis de energia (s,p,d,f); Logo depois, ver qual representação eletrônica ficou, ou seja, a união entre o número quântico principal e o número quântico secundário, por exemplo: Se ficar 3s, girará a roleta 03 que é representado pela quantidade de elétrons deste subnível, se ficar 3p, girará a roleta 04 que é representado pela quantidade de elétrons deste subnível, se ficar 3d, girará a roleta 05 que é representado pela quantidade de elétrons deste subnível; As roletas 05 e 06 em um de dos locais têm dois ou três valores, se cair nesses locais o jogador escolhe um valor. Se na roleta 03 cair o local que estiver com o número 2 (dois) ficará o nível (3s 2 ) o líder irá levar ao grupo esse nível e fará a distribuição eletrônica até esse nível, logo após somará a quantidade de elétrons e visualizará a tabela periódica e qual o elemento químico que tem o número atômico somado; [22]
O(a) docente irá estimar a quantidade de vezes em que os estudantes girarão as roletas, no mínimo 05 (cinco) vezes que quanto mais exercitar, mas prático os estudantes estarão; As equipes que formar mais Distribuições Eletrônicas e achar os elementos químicos corretos, ganha a partida, o intuito não é vencedor, e sim, aquele que aprender mais. Cartões Informativos dos Dados Pauling Esses cartões informativos são referentes aos elementos químicos encontrados na Tabela Periódica Atual onde apresenta informações elementares, tendo assim, o número de elétrons (e - ) ou número atômico. Figura 07: Modelo dos Cartões Informações dos Elementos Químicos da Tabela Periódica Atual Fonte: Própria RESULTADOS E DISCUSSÃO Vivência do Ciclo da Experiência Kellyana (CEK) Roletas da Distribuição Eletrônica Antecipação: Ao dar início ao ciclo da experiência, os alunos foram problematizados com 04 (quarto) exemplos de elementos químicos para realizarem a distribuição eletrônica, sendo eles: [23]
A sala tem 42 (quarenta e dois) alunos, no exemplo 01, que é o Argônio (18Ar) cerca de 24 (vinte e quarto), ou seja, 57% dos estudantes acertaram a distribuição eletrônica, no exemplo 02, que é o Cálcio ( 20 Ca) cerca de 28 (vinte e oito), ou seja, 66% dos estudantes acertaram, no exemplo 03, que é o Germânio ( 32 Ge) cerca de 19 (dezenove), ou seja, 45% dos estudantes acertaram, e no exemplo 04, que é o Rubídio (37Rb) apenas 11 (onze), ou seja, 26% dos estudantes conseguiram distribuir os elétrons por níveis de energia proposto por Linus Pauling como mostra a descrição abaixo, podemos perceber que a margem de erros é grande referente ao conteúdo abordado, isso mostra que grande parte da turma não conseguiram responder. 18Ar (Argônio) - 1s 2 2s 2 2p 6 3s² 3p 6 20Ca (Cálcio) - 1s 2 2s 2 2p 6 3s² 3p 6 4s 2 32Ge (Germânio) - 1s 2 2s 2 2p 6 3s² 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 37Rb (Gálio) - 1s 2 2s 2 2p 6 3s² 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 Investimento: Após a identificação dos conhecimentos prévios dos estudantes, e a dificuldades do conceito químico, iniciamos a elucidação do conteúdo de distribuição eletrônica proposto por Linus Pauling (como mostra a figura abaixo), e citamos alguns elementos químicos e realizamos a distribuição eletrônica conjunto com os estudantes. Figura 08: Diagrama de Linus Pauling para distribuição eletrônica por níveis e subníveis de energia Fonte: Mortimer & Machado (2013) Encontro: Momento da aplicação do jogo, os estudantes foram orientados a parti da leitura das regras, e compreendo-o foram direcionados a execução das roletas, dessa forma o jogo pede para os estudantes realizarem a distribuição eletrônica baseado no subnível de energia, e o grupo que apresentar mais acertos, ganha o jogo. Esta etapa teve em média 35 (trinta e cinco) minutos. [24]
Figura 09: Momento do CEK Ciclo da Experiência Kellyana Fonte: Própria Confirmação ou Desconfirmação : Neste instante vamos confirmar ou desconfirmar as hipóteses dos estudantes, e as contribuições do jogo Roleta das distribuiçoes eletronicas, para isso, voltamos ao exemplos citados na primeira etapa, e questionamos aos estudantes sobre esses exemplos, e pedimos para realizarem a distribuição eletrônica, e cerca de 42 (quarenta e dois) estudantes conseguiram concluir os 04 (quarto) exemplos solicitados, dessa forma, podemos afirmar que o jogo contribui para o processo de ensino e aprendizagem dos estudantes, e o jogo com o papel fundamental de estimular os estudantes e aproximação dos conceitos. Após a vivência do jogo, os estudantes tiveram que responder os 04 (exemplos) da antecipação, no exemplo 01, que é o Argônio ( 18 Ar) cerca de 38 (trinta e oito), ou seja, 90% dos estudantes acertaram a distribuição eletrônica, no exemplo 02, que é o Cálcio (20Ca) cerca de 41 (quarenta e um), ou seja, 97% dos estudantes acertaram, no exemplo 03, que é o Germânio (32Ge) cerca de 38 (trinta e oito), ou seja, 90% dos estudantes acertaram, e no exemplo 04, que é o Rubídio (37Rb) apenas 33 (trinta e três), ou seja, 78% dos estudantes conseguiram distribuir os elétrons por níveis de energia proposto por Linus Pauling. Pode-se notar que após a vivência de todo o CEK os estudantes aprimoraram os seus conceitos, e dessa forma podemos afirmar que o jogo [25]
didático Roletas da Distribuição Eletrônica, contribuiram para o processo de ensino e compreender do conceitos dos estudantes. Revisão Construtiva: Nesta etapa realizamos uma roda de conversa com os estudantes para falarmos sobre a intervenção, e perguntamos as seguintes questões: (i) Como vocês observam a importância do jogo didático para aula? Estudante 01: Gostamos muito do jogo porque consegui aprender mais a distribuição. Estudante 02: Consegui a fazer a ditribuição porque antes não sabia. (ii) Vocês gostaram da Roleta da Distribuição Eletrônica? Estudante 03: Sim, gostei, achei que era dificil mais me ajudou a fazer a distribuição eletrônica. Estudante 04: Foi fácil aprende com a roleta porque agente é desafiado a fazer a distribuição e competir com os colegas. (iii) Conseguiram compreender o assunto de distribuição eletrônica? Estudante 05: Estou preparado para fazer a distribuição eletrônica do elemento. Estudante 06: Eu consegue aprender a fazer a distribuição. CONCLUSÕES Conclui-se que a atualização de jogos didáticos é significativa, os alunos se encontras mais estimulados para estudar os conteúdos de química. O jogo Roletas da Distribuição Eletrônica teve seu objetivo atingido, que é a realização da distribuição eletrônica de qualquer elemento químico a partir do subnível de energia, e notamos que durante a aula (investimento), o processo foi construtivo em que todos se interagiram com o jogo e aprenderam através dele, houve a participação lúdica, mas junto com a ampliação da teoria dos assuntos, que é importante no processo de ensino-aprendizagem. O jogo entusiasma e desperta o raciocínio dos estudantes e a afinidade entre aluno e professor, entre teoria e prática, as aulas de química ficam mais interessantes, divertidas e descontraídas. Uma metodologia inovadora, que busca esse novo olhar para o [26]
desenvolvimento das aulas de química pode fazer a diferença na aprendizagem de cada sujeito. O jogo em si apresenta um caráter educativo e lúdico, dessa forma afirmamos o que Kishimoto diz sobre a função lúdica e educativa do jogo deve permanecer em equilíbrio. Assim, por aliar os aspectos lúdicos aos cognitivos, entendemos que o jogo é uma importante estratégia para o ensino e a aprendizagem de conceitos abstratos e complexos, favorecendo a motivação interna, o raciocínio, a argumentação, a interação entre estudantes e entre professores e estudantes. Com base nas nossas experiências realizadas com os jogos didáticos, que foram aqui apresentados, nos levam a concluir que esse recurso pode e deve ser utilizado no ensino de química, pois permitem romper as paredes da sala de aula, quando se analisa o aspecto social e ampliam os limites imaginários da ciência química, proporcionando ao estudante o aprofundamento de conceitos aparentemente abstratos. REFERÊNCIAS CONTIN, R.C.; FERREIRA, W.A. Jogos: Instrumentos pedagógicos no Ensino da Matemática. (2008). Acesso em: 28/09/2017 de world wide web: http://www.portaldaeducacao. seduc.mt.gov.br/cefaprocaceres. CYRRE, M.R.L. O lúdico no ensino-aprendizagem de Língua Portuguesa. Ciências e Letras, 32, 235-244 (2002). FONSECA, M. R. M.; Química: Meio Ambiente, Cidadania, Tecnologia. 1ª Edição. São Paulo, Editora: FTD, v. 1 GRANDO, R.C. O jogo na educação: aspectos didático-metodológicos do jogo na educação matemática. (2001). Acesso em: 06/08/2017 de world wide web: http://www. cempem.fae.unicamp.br/lapemmec/cursos/el654/2001/jessica_e_paula/jogo.doc. KELLY, G. A. A theory of personality: the psychology of personal constructs. New York: W.W. Norton, 1963. KELLY, G. A. The psychology of personal constructs. Vols. 1 e 2. New York: Norton, 1955. KISHIMOTO, T. M. Jogo, Brinquedo, Brincadeira e a Educação. São Paulo: Cortez, 1996. 183p. [27]
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